关键概念
物理学
温度
地球科学
引言
您是否想过当外面太冷而无法种植蔬菜时，您吃的蔬菜是从哪里来的？它们可能从其他国家运到您的城镇，或者可能是在当地的温室中种植的。温室是大型的类似房屋的结构，通常主要由玻璃（或透明塑料）制成。它们如何保护植物免受寒冷？在这个活动中，您将发现答案——并从太阳中创造一些额外的热量。
背景
植物不能在所有地方生长。它们的环境必须为其生存提供合适的条件。具体来说，植物需要水、空气、阳光和适宜的温度。在冬季，低温通常是限制植物生长的因素。这就是为什么古代罗马人创造人工环境，以便他们可以全年种植蔬菜。如今，许多蔬菜，尤其是西红柿，都在温室中种植，温室覆盖了里面的植物。
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温室基于一种称为“温室效应”的物理原理工作。在温室中，阳光（由不同的波长组成，其中一些波长在可见光和红外光谱中）会穿过透明的玻璃或塑料屋顶和墙壁。只有可见光谱中的光线才能穿透温室，而进入的红外光（也称为热辐射）则被玻璃或塑料阻挡。在温室内部，可见光被植物和土壤吸收，并转化为热量，然后以红外辐射的形式从植物和土壤中发射出来。由于热辐射被玻璃阻挡，大部分无法逃逸，温室内部的温度将稳步升高。即使在冬天，温室中的温度也足以使蔬菜生长。想亲自看看吗？拿起温度计，在这个活动中探索温室效应！您的“温室”中的温度有多高？
材料
两个小型室外温度计
带有盖子的玻璃罐，足够大以容纳一个温度计
一个阳光充足的工作场所（室外或室内）
计时器或秒表
准备工作
找到一个至少有30分钟直射阳光（无阴影）的工作区域。
取出两个温度计，并将它们并排放置在阳光下。确保在整个活动过程中没有阴影投射到温度计上。
步骤
将计时器设置为五分钟，并在五分钟结束后读取两个温度计的温度。温度有多高？两个温度计的温度是否大致相同？
将其中一个温度计放入玻璃罐中并盖上盖子。将其再次放在另一个温度计旁边，并确保它仍然完全暴露在阳光下。玻璃罐内部的条件与外部的条件有何不同？您认为罐子内部的温度会发生什么变化？
让两个温度计在阳光下放置约20分钟，然后再次读取温度。温度是否发生了变化？如何变化的？罐子内外温度是否相同？如果不是，哪个温度计显示的温度更高？
为了更好地比较，请计算每个温度计在测试开始和结束时的温差。（即，开始时的温度与20分钟后的温度）。每个温度计的温度变化了多少度？罐子内部或外部的温差更高？您能解释一下您的结果吗？
额外：您认为当您将温度计放在阴凉处时，结果会相似吗？重复此活动，但这次将两个温度计（玻璃罐内部和外部）都放在阴凉处。您是否得到相同的结果？20分钟后您的最终温度与您在阳光下的结果相比如何？
额外：除了在开始和结束时读取温度外，还可以制作一个时间序列，并每五分钟记录一次温度，持续约20至30分钟。随着时间的推移，罐子内部的温度升高与外部的温度升高有何不同？哪个温度计的温度升高更快？
额外：温室效应是否适用于玻璃以外的其他材料？除了玻璃罐，尝试将其中一个温度计放在其他类型的容器中。确保容器是透明的，以便阳光可以照射进来。塑料的效果与玻璃一样好吗？
额外：您之前是否在气候变化的背景下听说过温室效应？地球本身类似于温室，它会捕获来自太阳的热量。正因为如此，我们体验到了地球上的温暖温度。做一些研究以了解更多关于它的工作原理。温室中的温室效应与地球的温室效应有何关系？
观察和结果
只要两个温度计都暴露在相同的条件下，它们应该显示相同的温度。不同温度计之间可能会有一些细微的差异，但它们之间的差异不应超过一两度。一旦将其中一个温度计放入玻璃罐中，您就将其置于人为环境中。在罐子内部，太阳能产生的热量无法逸出——玻璃不允许热辐射通过。由于罐子内部的加热空气被困住，因此也没有气流。这意味着温暖的空气无法与较冷的空气混合以使其冷却下来。因此，玻璃罐内部的温度应该会随着时间的推移而持续升高。实际温度取决于您工作场所的阳光照射情况。
20分钟后，您应该观察到玻璃罐内部的温度明显高于罐子外部的温度。尽管罐子外部的温度也会升高，但当未被困住时，太阳光产生的热能会通过空气逸出。此外，周围环境的冷空气可以与未封闭的温度计周围的较热空气混合，从而减缓罐子外部的温度升高。最后，您可能已经注意到玻璃罐内部的温度可能会变得非常高。为了避免在真正的温室中出现这种情况，通常通过通风甚至冷却来控制温度。
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